[实用新型]一种混凝土限制膨胀率原位测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程材料性能测试领域，特别涉及一种混凝土限制膨胀率原位测量装置。

背景技术

限制膨胀率是我国国家标准GB23439-2009《混凝土膨胀剂》中唯一的强制性指标，即掺入混凝土膨胀剂的砂浆和混凝土的限制膨胀率必需满足期望的性能要求。因此，限制膨胀率测试装置的测试精度、易用程度，对于膨胀剂的性能检测、材料筛选和工程应用具有重要价值。

混凝土的所谓限制膨胀率，是指将掺入膨胀剂的混凝土成型在约束装置中，GB23439中采用如图1所示的纵向限制器，然后使用测量装置，考察混凝土在水化硬化过程中的长度变化过程，并获得限制膨胀率。

GB23439中采用的混凝土限制膨胀率测试装置如图2示，使用人员将被测试样放置到标准杆位置，通过千分表测试出试样长度。然后，依据不同时间点测量的长度值与初始值之间的差值，以及该差值与初始值的比值来考察混凝土试样的限制膨胀率。

使用GB23439中采用的测量装置所得限制膨胀率的误差较大，使得随时间而变化的限制膨胀率出现异常的波动。这主要是由于在不同的时间点测试时难以保证能将试样放置在完全相同的位置，同时，试样在搬动、转移和存储过程中的不经意磨损也会使得外部形状发生轻微的变化。检测人员的经验和测试手法会影响测试结果的稳定性；针对该问题，不同的研究机构开始在GB23439采用的限制膨胀率测试装置的基础上提出了在水平状态下测量限制膨胀率的装置，这些研究者提出的限制膨胀率测试装置的基本原理相同，都是在保持受限混凝土试样处于水平状态下，测量由于干燥失水引起的长度变化历程。这些装置的缺点是水平放置下的试样底面与模具底面或支撑之间的摩擦会限制试样的长度变化，引起系统误差，只是针对干燥失水引起的长度变化进行测量，没有考虑有外界水分补偿情况下混凝土试样的受限膨胀率。

从混凝土膨胀剂的材料作用原理和工程应用的角度，通过对掺入膨胀剂的受限混凝土试样进行外界水分补偿从而产生体积膨胀，对于补偿混凝土构件由于水化、自干燥和向外界的水分散发(干燥失水)引起的收缩是至关重要的。因此，在GB23439中，提出需要测量受限混凝土试样在14天浸水状态过程中的限制膨胀率。

总之，针对混凝土膨胀剂性能的测试，有三点是至关重要的：(1)使用限制器，将混凝土的膨胀能约束在设定空间。以比拟实际工程应用状况(钢筋、地基和临界结构可将混凝土的膨胀能约束住)，形成内部自应力并补偿和消除由于水化、自干燥和向外界的水分散发引起的收缩，降低和消除混凝土结构开裂的风险；(2)考察掺入膨胀剂的混凝土试样在受限条件下，在外界水分存在状态下的膨胀过程；(3)考察掺入膨胀剂的混凝土试样在受限条件下，由于干燥失水引起的收缩过程。

可见，开发具有测试精度高，易用性好的受限膨胀率测试装置是十分必要的。除具有上述特点外，所开发的受限膨胀率测试装置还应该能够考察混凝土试样在浸水和失水两种状态下的长度变化过程。

实用新型内容

针对上述问题本实用新型提出了一种混凝土限制膨胀率原位测量装置，其特征在于：该装置包括混凝土试样1、纵向限制器2、位移测量装置3、位移测量装置支架4、饱和氢氧化钙溶液5、容器6和阀门7；其中，容器6顶部开口，容器6底部安装一个阀门7，容器6内放置一个位移测量装置支架4，在纵向限制器2的顶端安装位移测量装置3，将纵向限制器2和位移测量装置3固定在位移测量装置支架4上，容器6内装有饱和氢氧化钙溶液5，纵向限制器2内装有混凝土试样1。

所述位移测量装置3为直读式位移测量装置，如千分表。

所述位移测量装置3为程控式测量仪表，如测量模块控制下的位移传感器；且该程控式测量有两种方式：有线测量和无线测量，其中有线测试指测量模块和位移传感器之间通过信号线连接，无线测量指测量模块和位移传感器之间通过电波连接。

所述饱和氢氧化钙溶液5将受限混凝土试样1完全浸没时用于考察掺入膨胀剂的混凝土试样1在受限条件下吸水膨胀过程；所述饱和氢氧化钙溶液5被释放掉后用于考察掺入膨胀剂的混凝土试样1在受限条件下干燥失水收缩过程。

本实用新型的有益效果是能实现浸水和失水两种状态下的连续、无扰动测量，这是现有测量装置所不具有的，而该特征是精确限制膨胀率的所必需的。因此，本实用新型装置的提出，对于提高混凝土限制膨胀率的测量精度，以及膨胀剂在混凝土工程中的应用和推广具有重要价值。

附图说明

图1a、1b为纵向限制器及其尺寸；

图2为限制膨胀率测量仪；

图3为本实用新型的混凝土限制收缩率原位测量装置